基础化学PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 化学是一门实用的、创造性的中心科学 1

1.2 化学变化的特征 3

1.2.1 化学变化是质变 3

1.2.2 化学变化服从质量守恒定律 3

1.2.3 化学变化伴随着能量变化 4

1.3 化学的学科分类 4

1.4 现代化学的发展趋势、前沿领域及发展战略 6

1.5 基础化学的学习方法 9

2 实验数据的误差与结果处理 10

2.1 实验误差及其表示方法 10

2.1.1 误差的产生 10

2.1.2 误差的表示方法 12

2.2 提高实验结果准确度的方法 14

2.2.1 减免系统误差的方法 14

2.2.2 随机误差的减免方法 16

2.3 实验数据处理及结果评价 16

2.3.1 数理统计的几个基本概念 16

2.3.2 少量数据的统计处理 17

2.3.3 置信度和置信区间 20

2.3.4 显著性检验 21

2.3.5 可疑值的取舍 25

2.4 有效数字的修约及其运算规则 26

2.4.1 有效数字及其位数 26

2.4.2 有效数字的运算规则 27

习题 29

3 气体和溶液 32

3.1 气体 32

3.1.1 理想气体状态方程 32

3.1.2 气体的分压定律和分体积定律 33

3.1.3 实际气体 34

3.2 溶液 35

3.2.1 基本单元及溶液浓度 36

3.2.2 标准溶液及其配制 37

3.2.3 有关浓度的计算 38

3.2.4 非电解质溶液的依数性 39

3.2.5 电解质溶液 43

3.3 胶体溶液 45

3.3.1 胶体溶液的性质 46

3.3.2 溶胶粒子的结构——胶团 46

3.3.3 溶胶的稳定性与聚沉 47

3.3.4 凝胶 48

习题 48

4 化学热力学基础 52

4.1 热力学术语和基本概念 53

4.1.1 系统和环境 53

4.1.2 状态和状态函数 53

4.1.3 过程和途径 54

4.1.4 热、功和可逆过程 54

4.1.5 热力学能 56

4.1.6 化学反应计量式及反应进度 56

4.1.7 广度性质和强度性质 57

4.2 热力学第一定律和热化学 58

4.2.1 热力学第一定律 58

4.2.2 焓变及热化学方程式 59

4.2.3 赫斯定律 62

4.3 热力学第二定律 64

4.3.1 化学反应的自发性 64

4.3.2 熵及热力学第三定律 65

4.3.3 热力学第二定律 68

4.4 吉布斯自由能 69

4.4.1 吉布斯自由能 69

4.4.2 标准摩尔生成自由能 70

4.4.3 标准摩尔生成自由能的应用 71

习题 73

5 化学反应速率及化学平衡 77

5.1 化学反应速率及其表示方法 77

5.1.1 化学反应的转化速率 77

5.1.2 恒容反应的反应速率 78

5.2 反应速率理论简介 79

5.2.1 碰撞理论 79

5.2.2 过渡状态理论 80

5.2.3 反应机理与元反应 81

5.2.4 影响化学反应速率的因素 82

5.3 化学反应平衡及平衡常数 86

5.3.1 化学反应的可逆性及化学平衡 86

5.3.2 平衡常数 88

5.3.3 多重平衡原理 91

5.3.4 平衡常数的计算及应用 92

5.3.5 化学平衡的移动 95

习题 100

6 酸碱平衡 104

6.1 酸碱理论的发展简介 104

6.2 酸碱质子理论 105

6.2.1 水的解离平衡及溶液的pH标度 107

6.2.2 酸碱的相对强弱 108

6.3 酸碱溶液中有关离子平衡浓度的计算 110

6.3.1 酸碱溶液pH计算 110

6.3.2 溶液中酸碱各种存在形式的平衡浓度计算 118

6.4 酸碱解离平衡的移动 120

6.4.1 缓冲溶液 121

6.4.2 酸碱指示剂 126

6.5 酸碱中和反应 127

6.5.1 酸碱中和反应的程度 128

6.5.2 中和反应过程中溶液pH的计算 129

6.6 酸碱滴定分析 131

6.6.1 滴定分析法 131

6.6.2 酸碱滴定法 132

6.6.3 酸碱滴定的应用实例 137

习题 138

7 沉淀溶解平衡 143

7.1 沉淀溶解平衡 143

7.1.1 沉淀溶解平衡 143

7.1.2 溶度积和溶解度的关系 145

7.2 沉淀的形成及溶度积规则 146

7.2.1 沉淀的类型和性质 146

7.2.2 沉淀的形成过程 147

7.2.3 溶度积规则 148

7.3 沉淀的溶解和转化 149

7.3.1 条件溶度积 149

7.3.2 影响沉淀溶解度的因素 150

7.3.3 沉淀的转化 158

7.3.4 分步沉淀 159

7.4 沉淀的纯度及影响沉淀纯度的因素 162

7.4.1 共沉淀现象 162

7.4.2 后沉淀现象 164

7.5 沉淀反应在分析测定中的应用 165

7.5.1 沉淀滴定分析法 165

7.5.2 重量分析法 170

习题 175

8 氧化还原反应 180

8.1 氧化还原反应方程式的配平 180

8.1.1 氧化值 180

8.1.2 氧化还原反应方程式的配平 181

8.2 电极电势 184

8.2.1 原电池 184

8.2.2 电极电势 186

8.2.3 影响电极电势的因素——能斯特方程式 191

8.2.4 条件电极电势 196

8.3 电极电势的应用 198

8.3.1 比较氧化剂或还原剂的相对强弱 198

8.3.2 计算原电池的标准电动势E？和电动势E 199

8.3.3 判断氧化还原反应进行的方向 199

8.3.4 判断氧化还原反应进行的次序 201

8.3.5 判断氧化还原反应进行的程度 202

8.3.6 计算弱电解质的解离常数及难溶电解质的溶度积常数 203

8.4 元素标准电极电势图及其应用 204

8.4.1 元素标准电极电势图 204

8.4.2 元素标准电极电势图的应用 204

8.5 氧化还原滴定法 207

8.5.1 氧化还原反应用于滴定分析的必要条件 207

8.5.2 氧化还原预处理 209

8.5.3 氧化还原滴定曲线 210

8.5.4 氧化还原滴定的指示剂 212

8.5.5 常用的氧化还原滴定方法 214

8.6 电势分析法 219

8.6.1 直接电势法——测定溶液的pH 219

8.6.2 电势滴定法 220

习题 222

9 原子结构 230

9.1 微观粒子运动的特征 230

9.1.1 量子化特征——氢原子光谱 230

9.1.2 玻尔理论 231

9.1.3 微观粒子运动的波粒二象性 232

9.1.4 测不准原理 232

9.2 核外电子的运动状态 233

9.2.1 薛定谔方程 233

9.2.2 波函数与原子轨道 234

9.2.3 概率密度和电子云 236

9.2.4 原子轨道和电子云的空间图像 237

9.2.5 电子自旋量子数 241

9.3 多电子原子核外电子的排布 242

9.3.1 多电子原子轨道的能级 242

9.3.2 屏蔽效应和钻穿效应 244

9.3.3 多电子原子的核外电子排布 247

9.4 原子的电子层结构与元素周期性 251

9.4.1 原子的电子层结构与周期 252

9.4.2 原子的电子层结构与族 253

9.4.3 原子的电子层结构与元素的分区 253

9.5 元素基本性质的周期性 254

9.5.1 原子半径 255

9.5.2 电离能 257

9.5.3 电子亲和能 258

9.5.4 电负性（χ） 260

9.5.5 元素的氧化值 261

习题 262

10 分子结构 267

10.1 离子键 267

10.1.1 离子键的形成 267

10.1.2 离子键的主要特征 269

10.1.3 决定离子化合物性质的因素 270

10.2 共价键理论 273

10.2.1 价键理论——电子配对理论（VB法） 273

10.2.2 杂化轨道理论 278

10.2.3 价层电子对互斥理论 283

10.2.4 分子轨道理论 287

10.3 金属键理论 295

10.3.1 自由电子气（或电子海）模型 295

10.3.2 金属键的能带理论 296

10.4 键参数 299

10.4.1 键能 299

10.4.2 键长 300

10.4.3 键角 301

10.4.4 键的极性 301

10.5 分子间作用力 302

10.5.1 分子的极性 302

10.5.2 分子的变形性和极化 303

10.5.3 分子间力 304

10.5.4 氢键 306

习题 309

11 晶体结构 312

11.1 晶体的基本特征和微观结构 312

11.1.1 晶体的基本特征 312

11.1.2 晶体的微观结构 313

11.1.3 晶体的类型 316

11.2 离子晶体 316

11.2.1 简单离子晶体的晶体结构 316

11.2.2 离子半径比与配位数 318

11.2.3 离子的极化及其对离子晶体性质的影响 319

11.2.4 晶格能 324

11.3 原子晶体和分子晶体 326

11.3.1 原子晶体 326

11.3.2 分子晶体 327

11.4 金属晶体 328

11.5 混合型晶体 329

11.6 晶体缺陷与非晶体 331

11.6.1 晶体缺陷 331

11.6.2 晶格缺陷对物质性质的影响 332

11.6.3 非晶体 334

11.6.4 液晶 335

习题 335

12 配位化合物及配位平衡 339

12.1 配合物的组成与命名 339

12.1.1 配合物的一般组成 339

12.1.2 配合物的类型 341

12.1.3 配位化合物的命名 343

12.1.4 配合物的空间结构与几何异构 344

12.2 配合物的化学键理论 347

12.2.1 配合物的价键理论 347

12.2.2 价键理论的应用 349

12.3 晶体场理论 350

12.3.1 晶体场理论要点 350

12.3.2 中心离子d轨道能级的分裂 350

12.3.3 晶体场的分裂能 352

12.3.4 晶体场稳定化能 353

12.3.5 晶体场理论的应用 355

12.4 配位平衡及配合物的稳定常数 357

12.4.1 配位-解离平衡 357

12.4.2 配离子的稳定常数与不稳定常数 357

12.4.3 累积稳定常数及配合物各物种的分布 358

12.5 螯合物 359

12.5.1 螯合效应 359

12.5.2 EDTA及其与金属离子形成的螯合物特点 360

12.6 EDTA配位反应的副反应系数及条件稳定常数 363

12.6.1 配位反应的副反应及副反应系数 363

12.6.2 条件稳定常数 366

12.7 配位滴定分析法 368

12.7.1 滴定曲线 368

12.7.2 影响配位滴定突跃的因素 369

12.7.3 单离子及混合离子的滴定条件 370

12.7.4 配位滴定的指示剂 374

12.7.5 配位滴定的应用示例 377

12.8 配位化合物的一些应用 377

12.8.1 光度分析法中的显色剂 378

12.8.2 贵金属的湿法冶金 382

12.8.3 无机离子的分离和提纯 382

12.8.4 配位催化作用 382

12.8.5 电镀与电镀液的处理 383

12.8.6 生物化学中的配位化合物 383

习题 384

13 主族元素 391

13.1 s区元素 392

13.1.1 氢 392

13.1.2 碱金属和碱土金属的概述 396

13.1.3 碱金属及碱土金属单质的化学性质 397

13.1.4 碱金属和碱土金属的制备方法 399

13.1.5 碱金属、碱土金属的氧化物和氢氧化物 400

13.1.6 碱金属、碱土金属的盐类 404

13.1.7 锂铍的特殊性及对角线关系 405

13.2 P区元素 406

13.2.1 卤族元素 406

13.2.2 氧族元素 418

13.2.3 氮族元素 431

13.2.4 碳族元素 448

13.2.5 硼族元素 461

13.2.6 稀有气体元素 470

习题 472

14 过渡元素 479

14.1 d区元素 479

14.1.1 d区元素的通性 479

14.1.2 钛（Ti） 482

14.1.3 钒（V） 485

14.1.4 铬、钼、钨 487

14.1.5 锰 492

14.1.6 铁、钴、镍 495

14.1.7 铂系元素 501

14.2 ds区元素 503

14.2.1 ds区元素单质的性质 504

14.2.2 ds区元素的重要化合物 505

14.2.3 ds区元素与s区元素的对比 516

14.3 f区元素 517

14.3.1 镧系元素 517

14.3.2 锕系元素 524

习题 526

主要参考文献 529

附录 530

附录1 一些基本常数 530

附录2 常用国际单位制 531

附录3 希腊字母及读音 532

附录4 水溶液中离子的活度系数（25℃） 533

附录5 酸碱解离常数 535

附录6 一些物质的热力学函数（298.1 5K和100kPa） 539

附录7 一些电对的标准电极电势（25℃） 545

附录8 条件电极电势E？（25℃） 549

附录9 某些配合物（离子）的标准稳定常数 551

附录10 一些金属离子配合物的稳定常数lgβi（25℃） 553

附录11 某些微溶化合物的溶度积常数 558

附录12 某些物质的商品名或俗名 560